專利名稱：油菜籽蛋白改性聚乙烯醇纖維的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油菜籽蛋白改性聚乙烯醇纖維，具體涉及油菜籽蛋白改性聚乙烯醇纖維的生產(chǎn)工藝，屬于國際專利分類D01F9/00“其它原料的人造長絲或類似物，其制造方法”技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國年產(chǎn)油菜籽約900余萬噸，除留種外，均用來榨油，所產(chǎn)副產(chǎn)品油菜籽粕餅約有682萬噸(2001年統(tǒng)計(jì))。因油菜籽粕含有芥子甙、植酸、單寧、芥子堿等物質(zhì)，不宜直接用作飼料，必須脫毒后方能作飼料用。我國菜籽粕餅作飼料，其利用率不足30％，余下沒有物盡其用，均作廢料處理了。現(xiàn)在大豆蛋白和花生蛋白均可通過改性處理，再與高分子接枝，共混/共聚，生產(chǎn)出纖維。而原料豐富，可再生的油菜籽蛋白質(zhì)是一種全蛋白質(zhì)，它的氮浸出物有兩個等電點(diǎn)，這是與其它植物蛋白質(zhì)不同的地方。若將我國每年產(chǎn)油菜籽粕餅的50％分離出蛋白質(zhì)，則可得到百余萬噸油菜籽蛋白質(zhì)。若再將這些油菜籽蛋白質(zhì)改性與高聚物接枝，共混/共聚，紡絲制成蛋白質(zhì)纖維，每年將新增加數(shù)百萬噸紡織材料。在不增加棉花種植土地面積的情況下，這將是我國每年棉花產(chǎn)量的總和。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，提供一種將原料豐富，價格低廉的油菜籽粕進(jìn)行深加工，以制成新型紡織材料油菜籽蛋白纖維的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下。
一種油菜籽蛋白改性聚乙烯醇纖維的制造方法，系采用一次堿提，兩次調(diào)整等電點(diǎn)酸沉的方法，從油菜籽粕餅中提取分離油菜籽蛋白質(zhì)；按油菜籽蛋白質(zhì)干重的重量比，配成蛋白質(zhì)濃度為15-20％，PH＝8-10，溫度為35-55℃的NAOH水溶液，攪拌浸提40-60分鐘，過濾，得到油菜籽蛋白質(zhì)溶液；再按一定比例，在一定溫度的油菜籽蛋白溶液中加入化學(xué)助劑，使油菜籽蛋白改性；然后將已溶解的聚乙烯醇PVA與改性的油菜籽蛋白接枝，共混/共聚，制成含油菜籽蛋白和聚乙烯醇的混合紡絲液；采用異型截面噴絲、濕法紡絲工藝制成油菜籽蛋白纖維。
油菜籽蛋白改性，是在一定溫度的油菜籽蛋白液中加入化學(xué)助劑，加入量為油菜籽蛋白質(zhì)干重的0.15-0.9％，引發(fā)劑采用過氧化氫和過氧甲酸，反應(yīng)時間為15-20分鐘，反應(yīng)溫度為85-90℃。
將已溶解的聚乙烯醇PVA與改性的油菜籽蛋白接枝，共混/共聚時需加入氧化還原引發(fā)劑過硫酸銨和亞硫酸氫鈉，用量為油菜籽蛋白質(zhì)和PVA混合溶液的0.1-0.35％，溫度為85-98℃，攪拌時間為1-1.5小時。
改性前加入巰基乙醇或半胱氨酸以降低過大油菜籽蛋白質(zhì)的分子量，具體加入量為每千克油菜籽蛋白10-12毫克，加入量為干重每千克花生球蛋白10-12mg，PH＝12.5-13.5，溫度為105-106℃，反應(yīng)時間為40-60分鐘，以二硫鍵展開為準(zhǔn)。
將聚乙烯醇PVA與改性的油菜籽蛋白質(zhì)接枝共聚，制成含20-60％的油菜籽蛋白質(zhì)和含40-80PVA的混合紡絲液。再采用異型截面，濕法紡絲工藝制成纖維。
油菜籽蛋白質(zhì)的凝固浴液為鹽和酸的水溶液，其含鹽量為420-430g/l，酸含量為0.3-0.5g/l，溶液溫度為40℃。
在后期的縮醛化工程序中，油菜籽蛋白質(zhì)纖維縮醛化溫度為60-70℃，縮醛化溶液為含有醛、酸和無機(jī)硫酸鹽的溶液，其中醛類含量為35-80g/l，酸含量為240-300g/l，無水硫酸鹽含量為120-190g/l。經(jīng)過濕浴牽伸、烘干、干熱牽伸和熱定型等程序。
提取油菜籽蛋白質(zhì)的廢液，經(jīng)處理后可以循環(huán)使用。
本發(fā)明制成的油菜籽蛋白纖維為植物蛋白纖維，屬于可再生的綠色紡織材料。
具體實(shí)施例方式
1、提取分離油菜籽蛋白質(zhì)油菜籽粕餅粉碎后，浸于50℃，PH＝11，10倍于油菜籽粕餅的NAOH水溶液中(NAOH濃度應(yīng)為15％)，攪拌浸提30分鐘，然后離心分離出油菜籽蛋白質(zhì)溶液。
邊攪拌，邊向油菜籽蛋白溶液緩慢加入稀鹽酸，調(diào)節(jié)PH＝7，這時有蛋白質(zhì)沉淀析出，離心分離，水洗得到油菜籽蛋白質(zhì)。離心分離后的溶液，再緩緩加入稀鹽酸，第二次調(diào)節(jié)PH＝4.8，同時有蛋白質(zhì)沉淀析出，再離心分離，水洗，得到油菜籽蛋白質(zhì)。然后將兩次沉淀析出、水洗得到的油菜籽蛋白質(zhì)混合在一起。
2、紡絲液的制備(1)油菜籽分離蛋白加凈化軟水至濃度為6％，每千克干蛋白質(zhì)加入巰基乙醇或半胱氨酸10mg，攪拌均勻，用NAOH溶液調(diào)節(jié)PH＝12，加熱到105℃，反應(yīng)時間為1小時，過濾到另一反應(yīng)容器，油菜籽蛋白質(zhì)分子二硫鍵展開。
(2)油菜籽蛋白液降溫到85-90℃，加入蛋白干重的0.15-0.9％的引發(fā)劑——過氧化氫或過氧甲酸，攪拌反應(yīng)20分鐘。
(3)將2.5倍于油菜籽蛋白干重的聚乙烯醇(PVA)浸泡，PVA與水的比例為1∶10，水溫30-35℃，浸泡45分鐘左右，至PVA膨潤度達(dá)190％，離心分離，水洗2遍。
(4)將步驟(3)中水洗過的PVA加入到步驟(2)中制得的蛋白溶液中，再加入混合溶液量0.2％的過硫酸銨或亞硫酸氫鈉，溫度95-98℃，攪拌1小時，所得紡絲液中含PVA和油菜籽蛋白總濃度為15％。
(5)將紡絲液過濾兩遍，真空脫泡24小時，保溫95-98℃，粘度為30-170mm/s。
3、濕法紡絲脫泡后的紡絲液，保溫在95-98℃，經(jīng)調(diào)壓，壓力泵送入紡絲機(jī)紡絲。以噴絲速度10-20m/min為宜。凝固液中食鹽含量為420-438g/l，乙酸含量為0.3-0.5g/l，浴液溫度40℃，絲束在濕浴牽伸和干熱牽伸中的總倍數(shù)為4-8倍。在后期的縮醛化工序中，縮醛化溶液的溫度為60-70℃，縮醛化溶液為含有戊二醛(GA)35-80g/l，乙酸240-300g/l，無水硫酸鈉120-200g/l。經(jīng)過濕浴集束牽伸、烘干、干熱牽伸和熱定型、卷繞、切斷等程序，制得油菜籽蛋白纖維。顏色為深米黃色，非棉，非絲，非毛，可做為絲綢和毛紡工業(yè)原料使用。
權(quán)利要求
1.一種油菜籽蛋白改性聚乙烯醇纖維的制造方法，其特征在于是采用一次堿提，兩次調(diào)整等電點(diǎn)酸沉的方法，從油菜籽粕餅中提取分離油菜籽蛋白質(zhì)；按油菜籽蛋白質(zhì)干重的重量比，配成蛋白質(zhì)濃度為15-20％，PH＝8-10，溫度為35-55℃的NAOH水溶液，攪拌浸提40-60分鐘，過濾，得到油菜籽蛋白質(zhì)溶液；再按一定比例，在一定溫度的油菜籽蛋白溶液中加入化學(xué)助劑，使油菜籽蛋白改性；然后將已溶解的聚乙烯醇PVA與改性的油菜籽蛋白接枝，共混/共聚，制成含油菜籽蛋白和聚乙烯醇的混合紡絲液；采用異型截面噴絲、濕法紡絲工藝制成油菜籽蛋白纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油菜籽蛋白改性聚乙烯醇纖維的制造方法，其特征在于所述的油菜籽蛋白改性，是在一定溫度的油菜籽蛋白液中加入化學(xué)助劑，加入量為油菜籽蛋白質(zhì)干重的0.15-0.9％，引發(fā)劑采用過氧化氫和過氧甲酸，反應(yīng)時間為15-20分鐘，反應(yīng)溫度為85-90℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油菜籽蛋白改性聚乙烯醇纖維的制造方法，其特征在于將已溶解的聚乙烯醇PVA與改性的油菜籽蛋白接枝，共混/共聚時需加入氧化還原引發(fā)劑過硫酸銨和亞硫酸氫鈉，用量為油菜籽蛋白質(zhì)和PVA混合溶液的0.1-0.35％，溫度為85-98℃，攪拌時間為1-1.5小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油菜籽蛋白改性聚乙烯醇纖維的制造方法，其特征在于改性前加入巰基乙醇或半胱氨酸降低過大油菜籽蛋白質(zhì)的分子量，具體加入量為每千克油菜籽蛋白10-12毫克，加入量為干重每千克花生球蛋白10-12mg，PH＝12.5-13.5，溫度為105-106℃，反應(yīng)時間為40-60分鐘，以二硫鍵展開為準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油菜籽蛋白改性聚乙烯醇纖維的制造方法，其特征在于油菜籽蛋白質(zhì)的凝固浴液為鹽和酸的水溶液，其含鹽量為420-430g/l，酸含量為0.3-0.5g/l，溶液溫度為40℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油菜籽蛋白改性聚乙烯醇纖維的制造方法，其特征在于在后期的縮醛化工程序中，油菜籽蛋白質(zhì)纖維縮醛化溫度為60-70℃，縮醛化溶液為含有醛、酸和無機(jī)硫酸鹽的溶液，其中醛類含量為35-80g/l，酸含量為240-300g/l，無水硫酸鹽含量為120-190g/l。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的花生蛋白改性聚乙烯醇纖維的制造方法，其特征在于提取油菜籽蛋白質(zhì)的廢液，經(jīng)處理后可以循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及油菜籽蛋白質(zhì)改性聚乙烯醇纖維的制造方法。包括從油菜籽粕餅中分離提取出油菜籽蛋白質(zhì)，按比例加入堿溶液，保溫?cái)嚢?，使油菜籽蛋白完全溶解，得到一定濃度的油菜籽蛋白溶液。加入降解劑，在一定溫度、一定時間后，再加入引發(fā)劑，攪拌均勻，再按比例向油菜籽蛋白溶液中加入聚乙烯醇。在保溫狀態(tài)下攪拌均勻，接枝，共混/共聚，制備紡絲液。然后經(jīng)過濕法紡絲工藝，使其形成油菜籽蛋白改性聚乙烯醇纖維。該油菜籽蛋白纖維為植物蛋白纖維，屬于可再生的綠色紡織材料。
文檔編號D01F8/10GK1584153SQ20041004273
公開日2005年2月23日 申請日期2004年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月25日
發(fā)明者宋代輪, 顧淑英 申請人:宋代輪